电网中的防风、防雾、防雷电问题

西南防雷网

输电线路的组成部件（导线、架空地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、接地装置等），由于原有的电气、机械性能受到损坏，或导线与接地体之间的距离小于要求数值，从而造成的不正常运行状态或退出运行状态。输电线路故障分瞬时性故障和永久性故障两类。输电线路发 生故障的原因有雷、风、雨、雾、冰雪、气温变化、洪水冲刷、地震等大自然影响；周围环境特别是环境污秽的影响；鸟类活动的影响；其他物体对输电线路的机械性破坏或对导线的接近、接触；部件材质不良或性能劣化；部件被拆卸偷盗、损坏等。为保持输电线路连续正常运行，对雷害、污害、导线机械伤害、绝缘子劣化、冰（雪）害、鸟害等引起的故障，须采取相应的防止措施。 1 雷害故障及防雷措施 输电线路故障中有相当一部分是由于雷害引起的。输电线路由于遭受雷击所引起的雷电过电压，有雷直接击于线路引起直击雷过电压和雷击于线路附近因电磁感应引起的感应雷 过电压两种。当雷电过电压超过线路绝缘水平时，就会引起绝缘子串闪络或线间、线对接地体闪络而发生故障。为防止和减少雷害故障，应全面考虑线路重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动强弱程度、地形特点和土壤电阻率，并结合原有线路运行经验，根据 技术经济比较采取合理的防雷措施，使线路具有有关技术规程所规定的耐雷水平。 通常可供选择采用的防雷措施有： ·架设避雷线； ·降低杆塔接地电阻； ·架设耦合地线； ·同杆架设的双回路线采用不平衡绝缘方式； ·装设自动重合闸； ·加强绝缘水平或利用木质绝缘。 2 污害故障及反污措施 当输电线路绝缘子表面附着有各种污秽物质（如灰尘、烟尘、化工粉尘、盐类等）时，在一定的湿度条件下（如有雾、结露或毛毛雨时），污秽物质溶解于水分中，形成电解质的覆盖膜，或有导电性质的化学气体包围着绝缘子时，都将会大大降低绝缘子的绝缘性能，致使绝缘子表面漏电流大大增加，导致绝缘子闪络或木杆燃烧，造成线路污害故障。污害故障又称为污闪故障。当大气中有雾时线路绝缘子所发生的闪络又称为雾闪。一般所说的污闪包括雾闪。污害故障的特点之一是与气候关系大，通常发生在雾或雨雪交加的季节，且在有雾或空气湿度较大的清晨，所以也有人称之为“日出事故”；特点之二是由于某种气候条件发生在一个较大的面积范围内，且持续时间又较长，所以污闪往往同时在多条线路发生，并且可能连续多次发生，而且难以用自动重合闸恢复供电。其反污措施有： ·设计线路时查清线路周围环境的污源和污秽程度，并充分考虑邻近线路运行经验，据此确定线路的环境污秽等级，从而选择相应的绝缘子串的爬电比距； ·定期检测和及时更换不良绝缘子； ·定期清扫绝缘子，并在易发生污闪的多雾季节来临前完成； ·根据线路运行经验增加悬式绝缘子片数，采用防污型绝缘子或合成绝缘子； ·绝缘子表面涂防污涂料,如硅脂、硅泊、石蜡等。 3 导线机械伤害故障及防止措施 引起导线机械伤害故障的原因主要有： 微风（风速 V > 0.5 m/s）造成的振动，电晕引起的电晕振荡，覆冰引起的舞动，冰雪脱落引起的跳跃；中等风（风速 V > 4 m/s）引起的分裂导线振荡等。振动会造成导线疲劳断股甚至断线；振荡、跳跃和舞动会造成导线间闪络，也会引起金具损坏和导线断股、断线。 连接接头施工质量不良或长期运行老化造成过热断线。 线材机械强度不够而断线。 线材有缺陷或在施工过程被磨损发生断股，遇荷载增大时造成断线。 大风时，导线对杆塔放电或摆动周期不一，造成线间闪络，使导线烧伤断股甚至断线。 对其他物体接近、接触造成闪络或造成机械伤害。 防止的措施有： ·周密正确的线路设计； ·良好的线材质量和施工质量； ·周密而认真的线路巡视、检测和维护检修。 4 导线腐蚀及防止措施 导线（包括架空地线）在大气中受水分、化学气体和盐类物质等作用会发生腐蚀，腐蚀程度与导线的材质成分和制造工艺有密切关系。导线的腐蚀形态有化学腐蚀和电化学腐蚀 ，并以电化学腐蚀为主，而且主要是外层腐蚀。当空气湿度较大时，导线外表面水分会凝聚成水膜，大气中的 O2、CO2 及其他气体H2S、NH3、SO2、NO3、Cl2、HCl等和盐类物质溶解于水膜中，形成电解液薄层。电解液与金属氧化膜发生反应而产生腐蚀。在导线内部铝股与镀锌钢芯接触层，由于金属电极电位差异，也会产生接触腐蚀。铝股受腐蚀后表面会产生白色粉末，并布满麻点，铝股与钢芯接触层也会产生臼形粉状物，同时导线明显变脆，抗拉强度明显降低，严重时会造成断股、断线。防止措施有： ·提高导线线材的电工铝纯度，张拉均匀，股间致密，加工时要严防其他金属杂质污染，线股应光洁； ·输电线路设计时，注意收集会导致导线和杆塔发生腐蚀的环境资料，如污源性质、范围、主导风向、风速等，尽可能避开污源或把线路置于主导风向的上方侧，还可要求化工厂、冶炼厂等污源单位采取有效措施防止腐蚀性气体排放到大气中； ·采用防腐型导线和铝包钢线，钢芯铝线的钢芯采用镀锌钢线，从而解决铝钢之间接触腐蚀问题。 5 绝缘子劣化故障及防止措施 绝缘子的绝缘性能和机械性能劣化，会造成导线对地放电及导线从杆塔上脱落造成线路故障。绝缘子劣化的主要原因是： ·瓷件熔烧不良和水泥胶合剂干缩较大，导致瓷件产生空隙吸潮； ·瓷体成型压力不均、冷却不良引起的内应力，以及由于瓷体、水泥、金具的热膨胀系数差异，在温度变化时引起的内应力，使瓷体产生龟裂； ·水泥吸收大气中的水分和水泥内部的水分反复冻结溶解、水泥化学膨胀所引起的内应力，使水泥劣化； ·运输、施工或污闪、雷击使瓷体表面受到的损伤，因气温变化或导线振动引起的应力作用变大。 6 悬式绝缘子钢脚被电化腐蚀及防止措施 悬式绝缘子钢脚被电化腐蚀，产生腐蚀膨胀使瓷体损坏，同时使钢脚机械强度大大下降。防止措施是： ·提高绝缘子制造质量,安装前加强质量检查,防止受损的绝缘子投入运行； ·对运行中的绝缘子定期进行检测,检出的不良绝缘子及时更换； ·对绝缘子钢脚定期进行检查或抽查。 7 冰（雪）害故障及防止措施 导线和架空地线的温度在零度以下时，从高空落下的雨点或雪附着其上，凝结成冰，而且越积越厚，厚的可达1 cm 以上。有时，也会在导线表面上结霜，而霜的比重虽比冰小，但覆盖厚度比冰大得多。 7.1由于覆冰（雪）引起的冰（雪）害故障的原因有 ·因覆冰（雪）所增加的机械荷载超过设计允许值到一定程度时，造成断线、倒杆塔事故； ·上下排列的导线，下部导线因覆冰（雪）脱落而发生跳跃，造成上下导线接近或碰线而闪络； ·架空地线因无电流通过，温度低于导线，其覆冰厚度可能大于导线，而使其弧垂增大，缩小了与导线的距离，到一定程度时与导线之间会发生闪络； ·覆冰（雪）使导线、架空地线弧垂增大。由于线路各档内覆冰（雪）厚度不均匀，会使各档内导线弧垂变化相差很大，致使悬垂绝缘子串发生倾斜，导线弧垂过大造成对地面或交叉物的距离减小到危险的程度，甚至发生闪络； ·绝缘子串覆冰（雪）降低了绝缘子串的绝缘水平，如果覆冰、积雪贯穿整串绝缘子，则会引起绝缘子闪络。 7.2 防止措施 ·设计时应考虑到覆冰（雪）增加的荷载，并要选择合理的气象组合条件； ·沿导线每隔一定间隔装设一个特制的防冰（雪）塑料环，以阻止冰雪沿导线绞合方向逐渐发展成连续的圆筒状冰柱。加装防冰环时，当冰雪发展到环处被阻挡，使冰（雪）继续增厚，直至脱落； ·加大负荷电流或用短路电流来使导线温度升高，使覆冰（雪）融化。用短路电流来融化覆冰(雪)，需有专用设备，制定特别措施，将线路——端三相短路，另——端用专用变压器或发电机供给短路电流。 ·用机械方法除冰 (雪)，但一般要求线路停电。如线路不允许停电，则可采用绝缘工具和滑车式除冰器除冰。用机械方法除冰时要防止导线和架空地线受到损伤。